質量変化の規則性｜中学理科

学習指導要領第 1 分野 (4) 化学変化と原子・分子ア (ウ)「化学変化と物質の質量」㋑。

0. どういう論点か

物質が結び付くとき、その質量の比は決まっています。
原子 1 個の質量は種類ごとに決まっていて（→ 原子と分子）、
結び付く個数の比も決まっているからです。

覚えるのは実質この 2 つだけです。

反応	金属 : 酸素 : 酸化物
銅の酸化	4 : 1 : 5
マグネシウムの酸化	3 : 2 : 5

グラフでは、加熱前の金属の質量に対して酸化物の質量が原点を通る直線になります。

引っかけの分かれ目は次の 3 つ。

聞かれているのが「酸素」か「酸化物」か（4 : 1 と 4 : 5 を取り違える）
加熱をくり返して質量が変わらなくなったところが、完全に反応した点
一方が余る場合は、少ないほうに合わせて計算する

1. 質量の比

根拠: 学習指導要領 1-(4)-ウ-㋑

化学変化で結び付く物質の質量の間には、どんな関係があるか？

その比は、物質の組み合わせごとに常に一定

原子 1 個の質量も、結び付く個数の比も決まっているため。

銅と、結び付く酸素の質量の比は？

銅 : 酸素 = 4 : 1

したがって銅 : 酸化銅 = 4 : 5。

マグネシウムと、結び付く酸素の質量の比は？

マグネシウム : 酸素 = 3 : 2

したがってマグネシウム : 酸化マグネシウム = 3 : 5。

金属の質量と、できる酸化物の質量の関係をグラフにするとどうなる？

原点を通る直線（比例）

比が一定であることが、そのままグラフの形になる。

2. 計算

根拠: 学習指導要領 1-(4)-ウ-㋑

銅 2.0 g を完全に酸化させると、酸化銅は何 g できるか？

2.5 g

銅 : 酸化銅 = 4 : 5 なので、2.0 × 5 ÷ 4 = 2.5。

銅 2.0 g と結び付く酸素は何 g か？

0.5 g

銅 : 酸素 = 4 : 1 なので、2.0 ÷ 4 = 0.5。
酸化銅の 2.5 g と取り違えないこと。

マグネシウム 1.2 g を完全に燃やすと、酸化マグネシウムは何 g できるか？

2.0 g

マグネシウム : 酸化マグネシウム = 3 : 5 なので、1.2 × 5 ÷ 3 = 2.0。

酸化マグネシウム 4.0 g をつくるには、マグネシウムは何 g 必要か？

2.4 g

3 : 5 = □ : 4.0 より、4.0 × 3 ÷ 5 = 2.4。

銅 3.0 g を加熱したが、できた固体は 3.5 g だった。反応した銅は何 g か？

2.0 g

結び付いた酸素は 3.5 − 3.0 = 0.5 g。
銅 : 酸素 = 4 : 1 なので、反応した銅は 0.5 × 4 = 2.0 g。
残りの 1.0 g は反応していない。

3. 実験の読み取り

根拠: 学習指導要領 1-(4)-ウ-㋑

金属を加熱して質量をはかる実験を、何回もくり返すのはなぜか？

完全に反応したことを確かめるため

質量が変わらなくなったところが、すべて反応し終えた点。

加熱をくり返しても質量が増えなくなった。このとき何が起きているか？

金属がすべて酸化され、それ以上結び付く酸素が無くなった

金属の粉を加熱するとき、うすく広げてよくかき混ぜるのはなぜか？

内側まで空気（酸素）にふれさせ、完全に反応させるため

かたまりのままだと、内部が反応せずに残る。